• 中文
  • 注册
  • 查看作者
  • 像山一样大的原子—中子星解释

    中子星是的宇宙中最异乎寻常的存在之一。它们就像巨大的原子内核,直径区区数公里,却密集无比、猛烈异常。但如此这样的东西,怎么可能存在呢?

    像山一样大的原子—中子星解释

    恒星演化与中子星诞生

    恒星的演变由两种力量的斗争主导:其自身重力与其核聚变反应产生的辐射压力。在恒星核心,氢原子发生核聚变形成氦原子,而氢原子在核心内逐渐地耗尽。如果恒星足够庞大,氦原子可聚变成碳原子。这些大质量恒星的核心部分会逐渐像洋葱般分层,因为在越靠近星核中心的位置,越重的原子核将聚变形成。碳原子聚变成氖原子,遂聚变成氧,乃至硅。最终,将聚变成铁原子,而铁原子不能进一步聚变反应。当核聚变反应停止,辐射压力迅速下降,而这恒星便不再处于平衡状态了。如果它的核心质量超过约1.4个太阳质量,灾难性的坍缩将会发生。

    像山一样大的原子—中子星解释

    核心外部将以近达70,000公里/秒速度的向核心内部崩塌。此时,只有原子内部的基本相互作用在抗衡引力塌缩。电子的量子力学斥力被引力克服,并与质子融合,形成中子,而这些中子将压缩得如原子核般密集。此时恒星的外层将在剧烈的超新星爆炸中被弹射到太空中。所以,我们得到了一个中子星。

    像山一样大的原子—中子星解释

    中子星的结构特征

    中子星质量介于太阳的1至3倍之间,但大小却被压缩到约25公里宽!这个小球含有约地球50万倍的质量,却只有曼哈顿般大的直径。中子星是如此地密集,做个类比,一立方厘米的中子星与边长700米的铁块的质量相同,那大约有十亿吨。这好比把珠峰压缩成一块方糖一样小。

    像山一样大的原子—中子星解释

    中子星的引力也是相当的惊人!如果你从其表面上1米高处抛下一个物体,它将在一微秒内落到“地面”上,期间其速度会增加到到每小时720万公里。

    中子星表面平滑无比,只有最多5毫米的落差,拥有超薄(约10厘米)超热的等离子体大气层。

    中子星表面温度约100万开尔文,而相比较下,我们的太阳只有5800开尔文。我们还没能近距离地研究中子星,所以现在对于中子星结构的理解是基于计算,基于我们现阶段对于宇宙的认知。但是现在,就假设我们的计算是正确的。

    像山一样大的原子—中子星解释

    让我们来看看这颗中子星内部吧!它的外壳极其坚硬,很有可能由一层铁原子的核晶格与在它们中间流动的的电子海洋所组成。越接近核心,中子越密集,质子越罕见,直到只有致密的且难以分开的中子“汤”。中子星的核心非常非常地怪异,我们不确定它们有什么性质,但我们最接近真相的猜测是超流体中子简并的物质,或某种形式的超密夸克物质,亦被称为夸克 - 胶子浆(俗称夸克汤)。嗯,是的,没人知道这里正在发生什么,所以我们来看看图片上的颜色吧。这紫色挺漂亮吧?)此物不能用常理理解,而也只能在如此极端的环境下存在。

    在许多方面,中子星的性质与一个巨大的原子核相似。最重要的区别在于,原子核核心心的粒子是通过强相互作用维持稳定,而中子星是通过重力维持组成。

    像山一样大的原子—中子星解释

    中子星其他特征

    这还不是最极端的,让我们来看看中子星的其他属性。

    中子星旋转得非常快,年轻的每秒可自转数次(这里用得的是“次”这个单位!)。如果附近有倒霉的恒星“喂食”中子星,它的自转速度可达每秒数百转。就像PSRJ1748-2446ad,它以约每小时2.52亿公里的速度旋转(24%光速)。超高的转速导致这颗中子星形成了比较奇特的形状。我们称这类天体为脉冲星,因为它们会发射强烈的无线电信号。而中子星的磁场比地球的磁场强约一万亿倍,这磁场强度足以让进入其范围的原子弯曲。

    像山一样大的原子—中子星解释

    结语

    好吧,我觉得我们都把重点交代好了。中子星是最极端的,但也是宇宙中最酷的天体之一。希望我们有一天能派遣宇宙飞船更详细地了解它们,同时拍摄一些好看的图片!但我们不能离得太近哦!

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. Kurzgesagt – In a Nutshell-吴泱Viva

    如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

    转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

  • 0
  • 0
  • 0
  • 2.4k
  • 请登录之后再进行评论

    登录
  • 实时动态
  • 做任务
  • 偏好设置
  • 返回顶部
  • 单栏布局 侧栏位置:
    像山一样大的原子—中子星解释-海报-博科园
    海报正在生成中,请稍等...
    关闭窗口
    下载海报